理解外部存储类

Question

你能给我解释一下下面问题的流程吗？

#include <stdio.h>

int main(){
   extern int a;
   printf("%d\n",a);
   return 0;
}

int a = 20;

输出是20。我不确定变量a是在哪里定义的，又是在哪里声明的？

Answer 1

在下面的代码行中，变量a被声明并定义为全局变量：

int a = 20;

extern行只是告诉main()函数作用域a是在另一个地方定义的。

在这种情况下，并不需要使用extern。您只需在main()函数之前声明和定义a，然后main()就会熟悉它。

通常，当您想要使用在另一个源文件(而不仅仅是在同一个源文件中稍后定义的)中定义的变量或函数时，可以使用extern。

Answer 2

C编程语言被设计为一次通过，因此编译器从上到下只能处理每一行一次。因此，考虑到你的程序：

#include <stdio.h>

int main(){
   extern int a;
   printf("%d\n",a);
   return 0;
}

int a = 20;

标识符a声明了两次，定义了一次。

在第4行extern int a;之前，编译器对标识符a一无所知。声明extern int a;在函数main内具有块作用域，它将标识符a声明为int，并且它的存储持续时间是静态的，链接是外部的。因此，编译器可以编写代码，通过名为a的int变量来访问全局标识符，该变量可以在另一个模块(外部链接)中定义。这就是编译器在printf中使用时在行5上所做的事情。

最后在第9行，int a = 20;是另一个声明和定义。它将a声明并定义为具有静态存储持续时间和外部链接的int。

如果您将int a = 20;放在main之前，声明extern int a;将是无用的，因为它不会添加任何东西。我倾向于将我的main和其他依赖函数放在源代码的最后，这样就只需要最少的额外声明。

Answer 3

extern在语法上是一个“存储类”关键字。但是没有这样的存储类。C有“静态存储”、“动态存储(malloc等)”和“自动存储”(局部变量，通常使用堆栈表示)。

如果标识符在块范围内声明为extern，则意味着该声明引用了外部定义。如果被声明的实体是一个对象，那么它就有静态存储，这很简单，因为外部对象有静态存储。它也可以是一个函数；函数不是说有存储空间。

在C中，有一个叫做“链接”的概念。在文件范围内任何函数外部声明的对象和函数，可以有“外部”或“内部”链接。

如果我们在块作用域中有extern，就像在示例程序中一样，可以在文件作用域或嵌套作用域中有相同名称的先前声明，如下所示：

static int x;

/* ... */

  {
    extern int x;
  }

在这里，内部x指的是外部x，尽管它是“外部”的，但由于“静态”，它具有内部链接。

简而言之，extern通常意味着“引用先前的声明，如果没有声明，则将其声明为具有外部链接的标识符”。

“外部”一词指的是两个不同的概念:前述的“外部联系”和“任何功能之外”的含义，如“外部声明”。令人困惑的是，“外部声明”，就像上面的static int x一样，可以有“内部链接”！

在您的程序中，事情是正确的，因为a的块作用域extern声明和后来的int a = 20处于不同的作用域中，它们恰好彼此独立地一致。

int a = 20;是一个外部声明，它也是一个外部定义(因为初始值设定项)。因为在该作用域中，先前看不到a的声明，所以它获得外部链接。

那么，a是在哪里定义的呢？它被定义为具有外部联系的对象，在整个翻译单位中作为一个整体。这个翻译单元就是定义a的单元。在程序中出现声明的每个地方都声明了a；它的定义也是一个声明。它是在main中声明的，也在翻译单元源代码的最后一行中声明。

“声明”是一种语法，它使名称在一定范围内为人所知。它是一个在程序翻译过程中活跃的概念。“定义”是在某些翻译单元中提供某些对象或功能的事实。翻译后的单元仍然提供定义，但不需要保留有关声明的信息。(这就是为什么当我们创建库时，我们提供带有声明的头文件！)

从main函数的角度来看，该函数并不“关心”a是在哪里定义的。它声明a的方式是，如果使用a，则必须存在具有外部链接的a的外部定义。这个定义可以来自任何地方:它可以在同一个翻译单元中，也可以在另一个翻译单元中。